Strongly resonant metasurfaces supported by reflective substrates for highly efficient second- and high-harmonic generations with ultralow pump intensity

文献情報

出版日 2019-08-16
DOI 10.1039/C9CP02674F
インパクトファクター 3.676
著者

Kwang-Hyon Kim


原文を見る

要旨

Metasurfaces composed of plasmonic nanoantennas generate a highly enhanced local field when supported by reflective substrates, enabling efficient harmonic generation with a pump of ultralow peak intensity. Second-harmonic generation efficiency from the metasurfaces of bowtie silver nanoantennas embedded with lithium niobate reaches up to about 0.4% for pumping with peak intensity of 100 MW cm−2 at 1050 nm. The above conversion efficiency is orders-of-magnitude higher compared with the preceding results and the required pump intensity is an order-of-magnitude lower than the previous results, originating from the strong intensity enhancements both at fundamental and second-harmonic frequencies. Numerical results also show that the silver nanoantenna array surrounded by a noble gas and supported by a reflective substrate can generate high-order harmonics with dramatically low pump threshold reaching down to a few GW cm−2. For a peak intensity 10 GW cm−2 of the pump, the broadband spectrum with harmonic orders up to about 90 can be generated from the metasurface. The nanostructures that we proposed can find broad applications for biosensing and nonlinear surface spectroscopy based on second/third-harmonic generation. They also enable us to use compact femtosecond pump sources for obtaining coherent extreme ultraviolet and soft-X rays by high-harmonic generation.

関連文献

Understanding the role of nickel–iron (oxy)hydroxide (NiFeOOH) electrocatalysts on hematite photoanodes

Jihye Lee, Daye Seo, Sunghwan Won, Taek Dong Chung

2020-12-08 Paper

DOI: 10.1039/D0SE01500H

Carbon dots for photocatalytic H2 production in aqueous media with molecular Co catalysts

Kalliopi Ladomenou, Georgios Landrou, Georgios Charalambidis, Emmanouil Nikoloudakis, Athanassios G. Coutsolelos

2020-11-16 Paper

DOI: 10.1039/D0SE01630F

Insights into the phenomenon of ‘bubble-free’ electrocatalytic oxygen evolution from water

Richard Terrett, Zheyin Yu, Zhenxiang Cheng, Gerhard F. Swiegers, Takuya Tsuzuki, Robert Stranger, Ronald J. Pace

2020-12-21 Paper

DOI: 10.1039/D0SE01633K

The controlled synthesis of V-doped MoS2-NixSy hollow nanospheres and their electrocatalytic performance in hydrogen evolution reaction

Wensi Wang, Huimin Zhao, Yunmei Du, Yu Yang, Shaoxiang Li, Yanru Liu

2020-12-16 Paper

DOI: 10.1039/D0SE01456G

Demonstration of green hydrogen production using solar energy at 28% efficiency and evaluation of its economic viability

M. A. Khan, I. Al-Shankiti, A. Ziani, H. Idriss

2021-01-06 Paper

DOI: 10.1039/D0SE01761B

Restructuring a gold nanocatalyst by electrochemical treatment to recover its H2 evolution catalytic activity

Tien D. Tran, Hoang V. Le, Ly T. Le, Anh D. Nguyen, Thi Dieu Thuy Ung, Phong D. Tran

2021-01-29 Paper

DOI: 10.1039/D1SE00026H

Highly efficient and stable perovskite solar cells produced by maximizing additive engineering

Linlin Qiu, Jiacheng Zou, Wei-Hsiang Chen, Lika Dong, Deqiang Mei, Jieqiong Wang, Pei-Cheng Jiang

2020-11-12 Paper

DOI: 10.1039/D0SE01498B

Practical increases in power output from soil-based microbial fuel cells under dynamic temperature variations

Lingling Gong, Mehran Abbaszadeh Amirdehi, Amine Miled

2020-12-18 Paper

DOI: 10.1039/D0SE01406K

Alternate cycles of CO2 storage and in situ hydrogenation to CH4 on Ni–Na2CO3/Al2O3: influence of promoter addition and calcination temperature

Alejandro Bermejo-López, Beñat Pereda-Ayo, José A. González-Marcos, Juan R. González-Velasco

2021-01-18 Paper

DOI: 10.1039/D0SE01677B

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

H-Leu-Ser-Lys-Leu-OH trifluoroacetate saltに適用される法規ガイドラインは何ですか?

CAS番号162559-45-7のH-Leu-Ser-Lys-Leu-OH trifluoroacetate saltは、GHS( Chemicals Clas...

162559-45-7H-Leu-Ser-Lys-Leu-OH...
化合物よくある質問

Trimethyltin Chlorideの物理化学的性質は何ですか?

CAS番号1066-45-1のトリメチルチリドは、白色結晶性粉末で、分子量は297.77です。この化合物は水にわずかに溶けますが、酢酸、エタノール、ジエチルエー...

1066-45-1Trimethyltin Chlorid...
化合物よくある質問

ニコール酸化物水和物の主な用途は何ですか?

ニコール酸化物水和物は、主に金属分離、研磨剤、酸化剤、染料製造の原料として利用されます。また、電気化学製品、触媒、分析化学の分野でも広く使用されています。

7789-49-3Nickel(II) Bromide T...
化合物よくある質問

(2,3-二甲基-2H-吲唑-6-基)boronic acidを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

(2,3-二甲基-2H-吲唑-6-基)boronic acidを取り扱う際は、PPE(防護服、ゴーグル、マスク、手袋)を使用する必要があります。ドラフトチャンバ...

1253912-00-3(2,3-dimethyl-2H-ind...
化合物よくある質問

4-ブロモ-1-メトキシ-2-(2-メトキシエトオキシ)ベンゼンは安全ですか?

4-ブロモ-1-メトキシ-2-(2-メトキシエトオキシ)ベンゼンは一般的に安全とは言えません。取扱いには注意が必要で、直接的な皮膚接触や吸入は避けてください。

1132672-05-94-Bromo-1-methoxy-2-...
化合物よくある質問

4,4-双(5-甲基-2-苯并噁唑基)二苯乙烯はどの業界で使用されていますか?

4,4-双(5-甲基-2-苯并噁唑基)二苯乙烯は医薬業界、ポリマー業界、センサー業界、半導体業界で使用されています。特に、光触媒や蛍光材料として利用されています...

2397-00-42,2'-(1,2-Ethenediyl...
化合物よくある質問

2,3,5,6-四氯-4-ピリジンスチオールを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

2,3,5,6-四氯-4-ピリジンスチオールは非常に毒性があり、皮膚や粘膜に刺激を与える可能性があります。取り扱う際には、ゴーグル、ゴム手袋、防塵マスクを着用し...

10351-06-12,3,5,6-Tetrachloro-...
化合物よくある質問

替米沙坦ナトリウムとは何ですか?

替米沙坦ナトリウム(CAS番号: 515815-47-1)は、血管張力素II受容体拮抗薬として機能する医薬品で、高血圧症の治療に使用されます。

515815-47-1Telmisartan sodium
化合物よくある質問

TG 4-155はどのように合成されますか?

TG 4-155は、2-(2-メチル-1H-インドン-1-イル)エチルアミドと3,4,5-トリメトキシフェノールを反応させ、選択性的に合成できます。一般的には、...

1164462-05-8(2E)-N-[2-(2-Methyl-...
化合物よくある質問

エチルヒドロキシキニリン-6-カルボキシ酸は適用される法規ガイドラインは何ですか?

エチルヒドロキシキニリン-6-カルボキシ酸のCAS番号1261631-01-9は、GHS分類の第2クラスの腐食物質(皮膚に強い腐食性)に分類されます。また、EU...

1261631-01-9Ethyl 7-Hydroxyquino...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。